Development of Blood Protein Biomarkers for Neuromuscular Disorders

QC 2026-09-24

Abstract

Sällsynta neuromuskulära sjukdomar är genetiskt definierade men kliniskt heterogena, och deras långsamma och varierande sjukdomsförlopp är svåra att fånga i kortvariga kliniska studier. Kliniska bedömningar, bilddiagnostik och muskelbiopsier ger viktig information men tillgodoser inte fullt ut behovet av upprepade molekylära mätningar av sjukdomsprogression och behand- lingssvar. Blodproteiner är attraktiva biomarkörkandidater, men deras tolkning beror på sjukdomskontext, longitudinellt beteende, analytisk plattform, den molekylära form som analysmetoden detekterar och det avsedda användningsområdet. 

I denna avhandling utvecklades en stegvis strategi för utveckling av blodba- serade proteinbiomarkörer, med Duchennes muskeldystrofi (DMD) och Limb- girdle muscular dystrophy R2 (LGMD R2), en dysferlinrelaterad sjukdom, som kompletterande sjukdomsmodeller. Antikroppsbaserade suspension bead arrays och SomaScan användes för bredskalig biomarköridentifiering och longitudinell utvärdering. Detta följdes av bekräftelse mellan kohorter och med ortogonala metoder, utveckling av sandwichimmunanalyser samt riktad väts- kekromatografi kopplad till tandem-masspektrometri. 

De inledande studierna fokuserade på att identifiera biomarkörer för uppfölj- ning av sjukdomsförloppet. I LGMD R2 identifierades sju biomarkörkandidater genom analys av 698 serumprover från 110 deltagare i Jain Clinical Outcome Study. Kandidaterna var associerade med sjukdomsstatus, muskel-MR, funk- tionsförmåga eller variabler relaterade till sjukdomsprogression. En panel be- stående av sju proteiner visade prediktiv förmåga för en kliniskt betydelsefull minskning av gångsträckan vid sex minuters gångtest under ett år. Vid DMD identifierade longitudinell SomaScan-profilering av prover från FOR-DMD proteiner, däribland RGMA, ART3, ANTXR2 och CFB, vars nivåer var associerade med funktionsförmåga mellan patienter och med förändringar i funktionsför- måga inom enskilda patienter. Multivariata modeller som inkluderade protein- mätningar förbättrade prediktionen jämfört med modeller baserade enbart på ålder och kortikosteroidbehandling. En förnyad utvärdering i FOR-DMD och CINRG Duchenne Natural History Study (DNHS), med hjälp av en antikropps- baserad suspension bead array, visade att longitudinella associationer var mer reproducerbara än tvärsnittsassociationer. CAPNS1 och DLD var associerade med förändring i 10MRWV i båda kohorterna vid samma serumspädning och prioriterades för fortsatt analysutveckling. 

De senare studierna fokuserade på molekylär identitet och analysdefinition. En kvantitativ sandwichimmunanalys utvecklades för ett cirkulerande titinfrag- ment. Fragmentets nivåer speglade sjukdomens svårighetsgrad vid DMD och Beckers muskeldystrofi och var associerade med dystrofin- eller mikrodystro- finuttryck i muskel hos genterapibehandlade mdx-möss. Detta stödjer fortsatt utvärdering av titinfragmentet som en indirekt farmakodynamisk biomarkör. Separat kunde riktad masspektrometri detektera dystrofinderiverade peptider i plasma från friska individer, medan en dystrofinriktad bead array visade en lägre dystrofinrelaterad signal hos patienter med DMD än hos bärare och friska kontroller. Resultaten ger kompletterande principbevis för att material som härrör från dystrofin kan mätas i blod. 

Sammantaget fastställer studierna inte någon enskild kliniskt kvalificerad bio- markör. De tillhandahåller en prioriterad uppsättning biomarkörkandidater, en analysdefinierad mätning av ett TTN-fragment, principbevis för detektion av dystrofinderiverat material i plasma samt ett stegvis ramverk som kopplar sam- man avsett användningsområde, longitudinella kliniska data, robusthet mellan kohorter, ortogonal bekräftelse och molekylär karakterisering. Ramverket stödjer fortsatt utveckling av minimalt invasiva biomarkörer för uppföljning av sjukdomsförlopp och utvärdering av behandlingssvar vid sällsynta neuromuskulära sjukdomar. 

Link to DiVA